第八章环境质量综合评价.ppt

第八章 环境质量综合评价第一节 概 述第二节 环境质量综合评价方法第三节 区域（城市）环境质量综合评价第四节 旅游区与自然保护区环境质量评价 1.环境质量评价中引入模糊数学的原因 评价对象、评价方法、评价主体、评价标准都具有不确定性。其原因可归纳为： （1）认识的局限引起的不确定性 ●受环境科学发展的局限 对复杂的环境系统和重要的因果关系缺乏认识。 ●受预测模式的局限 环境质量的预测模式是对实情的近似描述，它既是对环境系统的不严格的智力图象，也是物理、数学的高度抽象概括出来的具有严密结构的图式。因此，预测模式的局限性一方面表现在模式不可控制的变量中永远存在着不可确定性，另一方面表现在人们描述真实情况的能力。 ●受监测技术发展的局限 环境监测能力有限，根本原因是监测技术和分析手段尚不完善。 （2）环境监测数据的不充分和不可靠引起的不确定性 ●受采样条件的限制数据不充分 如受仪器、时间、经费等原因的限制，监测数据少，时间、空间重复率低。 ●数据的代表性差 在难以得到监测数据时，经常以外推的方式得到。如某种污染物对人体健康的效应—剂量曲线。 ●缺少历史累积数据 （3）随机性和可变性引起的不确定因素 ●随机性是环境要素的一种属性，如影响大气和水体稀释自净能力的湍流过程就是一个随机过程。 ●环境质量有其自身的演变规律，人类活动对环境质量的改变，是叠加在这个变化规律之上的。这也就体现了环境质量变化的可变性。 ●预测误差中的随机性。 （4）评价主体的心理因素造成的不确定性 综上所述，评价结论必然存在一定程度的不确定性。如何处理评价中的不确定性因素，不仅关系到评价结论是否全面地反映环境质量的价值，而且还关系到依据评价结论所做的决策是否正确。 2.模糊集理论在环境质量评价中的应用 （1）模糊集合理论简介 随机性和模糊性都是不确定性。所谓随机性，是指事件的发生与否而言，但事件本身的含义是确定的，而是由于条件不充分，事件的发生与否有多种可能的不确定性，如在[0,1]上取值的概率分布函数就是描述这种随机性的；所谓模糊性，是指元素对集合的隶属关系而言，而事件本身的含义是不确定的，但事件的发生与否是可以确定的，因而元素对集合的隶属关系是不确定的。在[0,1]上取值的隶属函数就是描述这种模糊性的。模糊数学就是用数学的方法来研究、处理实际当中存在的大量不确定的、模糊的问题。 （2）环境质量综合评价的模糊数学模型 ●用隶属度刻划环境质量的分级界线 在环境质量评价中,“污染程度”是一个模糊概念，从而作为评价污染程度的分级标准也应是模糊的，像水质、大气、土壤的分级中常采用的数学指标作为分界线，界线两边截然分为不同级别。 例如标准把一级水的溶解氧(DO)规定为8.0mg/L。如果实际情况是8.1mg/L则算作一级水，而7.9mg/L则算作非一级水，实际上8.1与7.9相差很小，所以这样分级不太客观。 用隶属度来刻划：比如可以说, DO值为8.1mg/L时隶属一级水的程度达到100%,而7.9mg/L时隶属一级水的程度为95％，相应地隶属于非一级水的程度就是5％，对于其他数值也可给予不同的隶属度。显然这样刻划其界线要合理的多。 为了进行模糊运算，需要确定隶属函数。以DO为例，为了便于说明问题，隶属函数取线性的，若DO指标一级水标准为8mg/L二级水标准为6mg/L，则DO属于一级水的隶属度可用隶属函数表示为： * * 一、模糊综合评价方法 环境质量评价需要研究的变量关系愈来愈多、愈加错综复杂，其中既有确定的可循的变化规律，又有模糊的一面。 环境质量同时具有精确与模糊、确定与不确定的特性。有的时候可以用精确的语言来表述，有的时候则需要用模糊的语言来表述，因此，环境质量评价中引入模糊评价方法是客观事物的需要，也是主观认识能力的发展。 ●模糊集合 普通集合是用于描述“非此即彼”的清晰概念，因而它可用属于或不属于来确定集合的全体成员。如所有大于１的实数，可用集合 A＝｛x│１x∞｝ 来表示。它表明大于１的实数都是A的成员，尽管A的元素无法一一列举， 但其范围是可以完全确定的。 若将上述概念改为“所有比１大得多的实数”，这就变成一个模糊概念了。 因为无法划出严格分明的界限，在界限内部都属于“比1大得多的实数”， 在界限外都不属于。而只能说某数比1大得多的实数的